JP2023019191A - Reactor structure, converter, and power conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、リアクトル構造体、コンバータ、及び電力変換装置に関する。 The present disclosure relates to reactor structures, converters, and power converters.
ハイブリッド自動車などに備わるコンバータの構成部品として、リアクトル構造体が挙げられる。例えば特許文献1に開示されるリアクトル構造体は、リアクトルと端子部材とを備える。リアクトルは、コイル及びコアを備える。コイルは、巻線が螺旋状に巻回されることで形成される。特許文献1に記載されるリアクトルは更に、枠状ボビンと内側ボビンとケースとを備える。枠状ボビンと内側ボビンは、コイルとコアとの絶縁を確保する絶縁部材である。ケースは、コイルとコアと絶縁部材の組物を収納する。
A reactor structure is a component of a converter provided in a hybrid vehicle or the like. For example, a reactor structure disclosed in
リアクトル構造体に備わる端子部材はバスバとも呼ばれる。バスバは、コイルと外部機器とを電気的に接続する。バスバの端部は、コイルの端部に溶接などで接続される。特許文献1に記載されるバスバの中間部は、リアクトルを構成するケースにネジ止めされている。バスバがケースにネジ止めされることで、リアクトルに対するバスバの位置が決まるので、バスバの端部とコイルの端部との接続が容易になる。
A terminal member provided in the reactor structure is also called a busbar. The busbar electrically connects the coil and the external device. The ends of the busbar are connected to the ends of the coil by welding or the like. The intermediate portion of the bus bar described in
特許文献1のリアクトル構造体では、バスバをネジ止めする手間がかかる。また、リアクトル構造体を構成する部品点数が増加する。従って、特許文献1のリアクトル構造体の生産性が芳しくない。
In the reactor structure of
そこで、本開示は、生産性に優れるリアクトル構造体を提供することを目的の一つとする。また、本開示は、生産性に優れるコンバータ、及び電力変換装置を提供することを目的の一つとする。 Accordingly, one object of the present disclosure is to provide a reactor structure with excellent productivity. Another object of the present disclosure is to provide a converter and a power conversion device with excellent productivity.
本開示のリアクトル構造体は、
コイル及びコアを有するリアクトルと、
前記コイルと外部機器とを電気的に接続するためのバスバと、を備え、
前記リアクトルは、
樹脂材料によって形成されたピンを有し、
前記バスバは、
前記コイルの巻線端部に重ねられた状態で接続された板状の第一部分と、
前記第一部分から延びる板状の第二部分とを備え、
前記第二部分は、
前記リアクトルに向き合う第一面と、
前記第一面の反対側の第二面と、
前記第一面から前記第二面に貫通する貫通部とを備え、
前記ピンは、
前記ピンの軸方向に直交する方向に分割され、前記貫通部の内部に配置される複数の軸部と、
各軸部の先端に形成され、前記貫通部の外部に配置される頭部とを備え、
各軸部は、前記ピンの軸方向と直交する方向への前記バスバの動きを規制するように、前記貫通部の内周面に向き合い、
各頭部は、前記ピンの軸方向への前記バスバの動きを規制するように、前記第二面と向き合う。
The reactor structure of the present disclosure is
a reactor having a coil and a core;
a bus bar for electrically connecting the coil and an external device,
The reactor is
having a pin made of a resin material,
The busbar is
a plate-shaped first portion connected to the winding end portion of the coil in an overlapping state;
A plate-shaped second portion extending from the first portion,
The second part is
a first surface facing the reactor;
a second surface opposite the first surface;
a penetrating portion penetrating from the first surface to the second surface;
The pin is
a plurality of shaft portions divided in a direction orthogonal to the axial direction of the pin and arranged inside the through portion;
a head formed at the tip of each shaft and arranged outside the penetrating portion;
each shaft faces the inner peripheral surface of the through portion so as to restrict movement of the bus bar in a direction perpendicular to the axial direction of the pin;
Each head faces the second surface so as to restrict movement of the busbar in the axial direction of the pin.
本開示のコンバーターは、
本開示のリアクトル構造体を備える。
The converter of the present disclosure is
A reactor structure of the present disclosure is provided.
本開示の電力変換装置は、
本開示のコンバーターを備える。
The power conversion device of the present disclosure is
A converter of the present disclosure is provided.
本開示のリアクトル構造体、本開示のコンバーター、及び本開示の電力変換装置は、生産性に優れる。 The reactor structure of the present disclosure, the converter of the present disclosure, and the power converter of the present disclosure are excellent in productivity.
[本開示の実施形態の説明]
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。
[Description of Embodiments of the Present Disclosure]
First, the embodiments of the present disclosure are listed and described.
<1>実施形態に係るリアクトル構造体は、
コイル及びコアを有するリアクトルと、
前記コイルと外部機器とを電気的に接続するためのバスバと、を備え、
前記リアクトルは、
樹脂材料によって形成されたピンを有し、
前記バスバは、
前記コイルの巻線端部に重ねられた状態で接続された板状の第一部分と、
前記第一部分から延びる板状の第二部分とを備え、
前記第二部分は、
前記リアクトルに向き合う第一面と、
前記第一面の反対側の第二面と、
前記第一面から前記第二面に貫通する貫通部とを備え、
前記ピンは、
前記ピンの軸方向に直交する方向に分割され、前記貫通部の内部に配置される複数の軸部と、
各軸部の先端に形成され、前記貫通部の外部に配置される頭部とを備え、
各軸部は、前記ピンの軸方向と直交する方向への前記バスバの動きを規制するように、前記貫通部の内周面に向き合い、
各頭部は、前記ピンの軸方向への前記バスバの動きを規制するように、前記第二面と向き合う。
<1> The reactor structure according to the embodiment is
a reactor having a coil and a core;
a bus bar for electrically connecting the coil and an external device,
The reactor is
having a pin made of a resin material,
The busbar is
a plate-shaped first portion connected to the winding end portion of the coil in an overlapping state;
A plate-shaped second portion extending from the first portion,
The second part is
a first surface facing the reactor;
a second surface opposite the first surface;
a penetrating portion penetrating from the first surface to the second surface;
The pin is
a plurality of shaft portions divided in a direction orthogonal to the axial direction of the pin and arranged inside the through portion;
a head formed at the tip of each shaft and arranged outside the penetrating portion;
each shaft faces the inner peripheral surface of the through portion so as to restrict movement of the bus bar in a direction perpendicular to the axial direction of the pin;
Each head faces the second surface so as to restrict movement of the busbar in the axial direction of the pin.
上記リアクトル構造体では、ピンを構成する複数の軸部が貫通部の内周面の当て止めとなって、ピンの軸方向と直交する方向へのバスバの動きが規制される。さらに、ピンを構成する各頭部がバスバの第二面の当て止めとなって、ピンの軸方向へのバスバの動きが規制される。このように、バスバの貫通部にリアクトルのピンが嵌め込まれるだけで、ピンによってリアクトルに対するバスバの3次元的な位置が決まる。このようなリアクトル構造体は、バスバをリアクトルに固定するネジを必要としない。また、バスバの3次元的な動きが規制されているため、バスバの第一部分と巻線端部との溶接が容易である。従って、上記リアクトル構造体は生産性に優れる。 In the above-described reactor structure, the plurality of shaft portions that constitute the pins act as stops against the inner peripheral surface of the through portion, thereby restricting movement of the bus bar in a direction perpendicular to the axial direction of the pins. Further, each head portion of the pin serves as a stop against the second surface of the busbar, restricting movement of the busbar in the axial direction of the pin. In this way, the three-dimensional position of the busbar relative to the reactor is determined by the pins of the reactor only by fitting the pins of the reactor into the through-holes of the busbar. Such a reactor structure does not require screws for fixing the busbar to the reactor. In addition, since the three-dimensional movement of the busbar is restricted, it is easy to weld the first portion of the busbar and the winding ends. Therefore, the reactor structure has excellent productivity.
リアクトルに対するバスバの3次元的な動きが十分に規制された上記リアクトル構造体では、リアクトルが振動しても、バスバの第一部分と巻線端部との溶接部に過剰な応力が作用し難い。 In the reactor structure in which the three-dimensional movement of the busbar with respect to the reactor is sufficiently restricted, even if the reactor vibrates, excessive stress is less likely to act on the weld between the first portion of the busbar and the winding end.
<2>実施形態に係るリアクトル構造体の一形態として、
前記第二部分は、前記貫通部につながる切欠き状のガイド部を備え、
前記複数の軸部は、前記ガイド部の幅方向に分割された二つの軸部である形態でも良い。
<2> As one form of the reactor structure according to the embodiment,
The second portion includes a notch-shaped guide portion connected to the through portion,
The plurality of shaft portions may be two shaft portions divided in the width direction of the guide portion.
ガイド部の幅方向は、貫通部の軸方向とガイド部の延伸方向とに直交する方向である。上記形態<2>の構成では、バスバをガイド部の延伸方向にスライドさせてリアクトルに取り付けることができる。この場合、ピンの頭部が大きくても貫通部にピンを配置できる。頭部が大きいとピンの軸方向にバスバが外れ難くなる。 The width direction of the guide portion is a direction orthogonal to the axial direction of the through portion and the extending direction of the guide portion. In the configuration of form <2>, the bus bar can be slid in the extension direction of the guide portion and attached to the reactor. In this case, even if the head of the pin is large, the pin can be arranged in the through portion. If the head is large, it becomes difficult to remove the busbar in the axial direction of the pin.
<3>上記形態<2>に係るリアクトル構造体の一形態として、
前記ガイド部における前記貫通部につながる部分の幅は、前記ガイド部の幅方向における前記貫通部の開口部の最大長さよりも狭い形態でも良い。
<3> As one form of the reactor structure according to the above form <2>,
The width of the portion of the guide portion connected to the through portion may be narrower than the maximum length of the opening of the through portion in the width direction of the guide portion.
上記形態<3>の構成では、貫通部におけるガイド部とのつながる部分にピンが引っ掛かり易い。従って、バスバが取り付け時のスライド方向と反対方向に外れ難い。 In the configuration of form <3>, the pin is likely to get caught in the portion of the penetrating portion that is connected to the guide portion. Therefore, the bus bar is less likely to come off in the direction opposite to the sliding direction at the time of attachment.
<4>上記形態<2>又は上記形態<3>に係るリアクトル構造体の一形態として、
前記ガイド部の幅は、前記貫通部から離れるに従い広くなっている形態でも良い。
<4> As one form of the reactor structure according to the above form <2> or the above form <3>,
The width of the guide portion may be widened with increasing distance from the through portion.
上記形態<4>の構成では、バスバをリアクトルに取り付ける際、ピンがガイド部に円滑に案内される。従って、バスバをリアクトルに取り付け易い In the configuration of form <4>, when the busbar is attached to the reactor, the pin is smoothly guided by the guide portion. Therefore, it is easy to attach the busbar to the reactor.
<5>実施形態に係るリアクトル構造体の一形態として、
前記貫通部は、前記第二部分における前記第一部分側に寄った位置に設けられている形態でも良い。
<5> As one form of the reactor structure according to the embodiment,
The penetrating part may be provided at a position closer to the first part in the second part.
上記形態<5>の構成は、ピンによってバスバが保持される位置が第一部分側に近いことで、第一部分の位置が安定する。上記形態<5>の構成では、第一部分と巻線端部とを位置合わせし易いので、バスバの第一部分とコイルの巻線端部との接続が容易になる。 In the configuration of form <5>, the position where the bus bar is held by the pin is close to the first portion side, so that the position of the first portion is stabilized. In the configuration of form <5>, it is easy to align the first portion and the winding end portion, so that connection between the first portion of the busbar and the winding end portion of the coil is facilitated.
<6>実施形態に係るリアクトル構造体の一形態として、
前記巻線端部と前記第一部分とが並列されるX方向と、
前記X方向に交差し、かつ前記巻線端部の延伸方向に沿ったY方向とを有し、
前記ピンの軸方向は前記Y方向に沿っている形態でも良い。
<6> As one form of the reactor structure according to the embodiment,
an X direction in which the winding end portion and the first portion are arranged in parallel;
a Y direction that intersects the X direction and is along the extending direction of the winding ends;
The axial direction of the pin may be along the Y direction.
上記形態<6>の構成では、ピンの軸部によって、X方向及びZ方向へのバスバの動きが規制される。Z方向は、X方向とY方向とに交差する方向である。また、ピンの頭部によって、Y方向へのバスバの動きが規制される。従って、上記形態<6>の構成では、ピンによってバスバの3次元的な動きが規制される。 In the configuration of form <6>, the movement of the busbar in the X direction and the Z direction is restricted by the shaft portion of the pin. The Z direction is a direction crossing the X direction and the Y direction. Moreover, the movement of the busbar in the Y direction is restricted by the head of the pin. Therefore, in the configuration of form <6>, the three-dimensional movement of the bus bar is restricted by the pin.
<7>実施形態に係るリアクトル構造体の一形態として、
前記リアクトルは、前記コイルと前記コアとの相対的な位置を決める絶縁部材を備え、
前記ピンは、前記絶縁部材に設けられている形態でも良い。
<7> As one form of the reactor structure according to the embodiment,
The reactor includes an insulating member that determines the relative position of the coil and the core,
The pin may be provided on the insulating member.
上記形態<7>の構成では、絶縁部材によってコイルとコアとが位置決めされた状態で保持される。また、上記形態<7>の構成では、ピンが絶縁部材の一部によって構成されるため、バスバとコアとの間の絶縁が確保される。ここで、コイルとコアとの相対的な位置を決める絶縁部材として、例えばコイルの端部とコアとの間に配置される保持部材が挙げられる。また、上記絶縁部材として、コイルとコアとを一体化する樹脂モールド部材が挙げられる。 In the configuration of form <7>, the insulating member holds the coil and the core in a positioned state. Further, in the configuration of form <7>, since the pin is formed of a part of the insulating member, insulation between the bus bar and the core is ensured. Here, examples of the insulating member that determines the relative position of the coil and the core include a holding member arranged between the end of the coil and the core. Moreover, as the insulating member, there is a resin molded member that integrates the coil and the core.
<8>上記形態<7>に係るリアクトル構造体として、
前記絶縁部材は、前記コイルと前記コアとを一体化する樹脂モールド部材である形態でも良い。
<8> As a reactor structure according to the above aspect <7>,
The insulating member may be a resin molded member that integrates the coil and the core.
樹脂モールド部材によってコイルとコアとが分解し難くなる。従って、コイルとコアとの組物が扱い易くなる。樹脂モールド部材にピンが一体化されていることで、リアクトルの生産性が向上する。 The resin mold member makes it difficult to disassemble the coil and the core. Therefore, the assembly of the coil and core becomes easy to handle. Since the pin is integrated with the resin molded member, the productivity of the reactor is improved.
<9>実施形態に係るコンバータは、
上記形態<1>から形態<8>のいずれかのリアクトル構造体を備える。
<9> The converter according to the embodiment,
The reactor structure according to any one of the above forms <1> to <8> is provided.
上記コンバーターは、生産性に優れる実施形態のリアクトル構造体を備える。従って、上記コンバーターは、生産性に優れる。 The converter includes the reactor structure of the embodiment with excellent productivity. Therefore, the converter is excellent in productivity.
<10>実施形態に係る電力変換装置は、
上記形態<9>のコンバータを備える。
<10> The power conversion device according to the embodiment,
The converter of form <9> is provided.
上記電力変換装置は、生産性に優れる実施形態のコンバーターを備える。従って、上記電力変換装置は、生産性に優れる。 The power conversion device includes the converter of the embodiment with excellent productivity. Therefore, the power converter is excellent in productivity.
[本開示の実施形態の詳細]
以下、本開示のリアクトル構造体、コンバータ、及び電力変換装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。なお、本発明は実施形態に示される構成に限定されるわけではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内の全ての変更が含まれることを意図する。
[Details of the embodiment of the present disclosure]
Hereinafter, embodiments of a reactor structure, a converter, and a power converter according to the present disclosure will be described based on the drawings. The same reference numerals in the drawings indicate the same names. The present invention is not limited to the configurations shown in the embodiments, but is indicated by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the scope and meaning equivalent to the scope of claims.
<実施形態1>
実施形態1では、図1から図7に基づいてリアクトル構造体αの構成を説明する。図1に示されるリアクトル構造体αは、コイル2及びコア3(図2)を有するリアクトル1と、コイル2を外部機器に電気的に接続するバスバ4とを備える。このリアクトル構造体αの特徴の一つとして、リアクトル1がピン5を有する点にある。ピン5は、バスバ4の動きを規制することで、リアクトル1に対してバスバ4を位置決めする。以下、リアクトル構造体αに備わる各構成を詳細に説明する。
<
In
≪リアクトル≫
本例のリアクトル1は、組物10(図2)と絶縁部材9とを備える。組物10は、図2に示されるように、コイル2とコア3とを組み合わせたものである。絶縁部材9は、組物10に取り付けられてリアクトル1を構成する部材、又は、リアクトル1に付属する部材である。絶縁部材9は、コイル2の外側に配置されている。本例の絶縁部材9は、コイル2とコア3との相対的な位置を決めるものである。絶縁部材9は、コイル2とコア3との相対的な位置を決める機能を有していなくてもよい。絶縁部材9は樹脂材料によって形成されている。ピン5は、絶縁部材9に設けられており、絶縁部材9から突出する。
≪Reactor≫
The
[コイル]
本例のコイル2は、巻線をらせん状に巻回してなる巻回部20を備える。巻線には公知の巻線が利用可能である。本例の巻線は、導体線と絶縁被覆とを有する被覆平角線である。導体線は銅製の平角線で構成されている。絶縁被覆はエナメルからなる。巻回部20は、被覆平角線をエッジワイズ巻きしたエッジワイズコイルで構成されている。本例に用いるコイル2では、一つの巻回部20を備える。本例とは異なり、コイル2は、複数の巻回部20を備えていても良い。例えば、互いに並列される二つの巻回部20を備えるコイル2が挙げられる。
[coil]
The coil 2 of this example includes a winding portion 20 formed by spirally winding a wire. A known winding can be used for the winding. The winding wire of this example is a coated rectangular wire having a conductor wire and an insulating coating. The conductor wire is composed of a rectangular wire made of copper. The insulating coating is made of enamel. The wound portion 20 is formed of an edgewise coil obtained by edgewise winding a coated rectangular wire. The coil 2 used in this example includes one winding portion 20 . Unlike this example, the coil 2 may have a plurality of windings 20 . For example, a coil 2 with two windings 20 arranged in parallel can be mentioned.
巻回部20の形状は、矩形筒状である。矩形には、正方形が含まれる。即ち、巻回部20の端面形状は、矩形枠状である。巻回部20の形状が矩形筒状であることで、巻回部が同じ断面積の円筒状である場合に比較して、巻回部20と設置対象との接触面積が大きくなり易い。その結果、巻回部20を介してリアクトル構造体αの熱が設置対象に放熱され易い。更に、設置対象に対する巻回部20の安定性が向上する。巻回部20の角部は丸められていることが好ましい。本例では、図1,図2におけるリアクトル1の下面が設置対象に配置される面である。
The shape of the winding portion 20 is a rectangular tube. Rectangles include squares. That is, the end face shape of the winding portion 20 is a rectangular frame shape. Since the shape of the winding portion 20 is a rectangular tube, the contact area between the winding portion 20 and the installation target tends to be larger than when the winding portion is cylindrical with the same cross-sectional area. As a result, the heat of the reactor structure α is easily radiated to the installation target via the winding portion 20 . Furthermore, the stability of the winding portion 20 with respect to the installation target is improved. The corners of the winding portion 20 are preferably rounded. In this example, the lower surface of the
コイル2の巻線端部21,22はそれぞれ、巻回部20の外周側へ引き出されている。巻線端部21及び巻線端部22では絶縁被覆が剥がされて導体線が露出している。露出した導体線には、バスバ4が接続される。本例の図では、巻線端部21に取り付けられるバスバ4のみ図示する。巻線端部22に取り付けられるバスバの構成は、図示されるバスバ4と同じであっても良いし、異なっていても良い。コイル2にはバスバ4を介して外部機器が接続される。外部機器の図示は省略する。外部機器としては、コイル2に電力供給を行なう電源などが挙げられる。
Winding
ここで、コイル2及びバスバ4を基準にしてリアクトル構造体αにおける方向を規定する。まず、コイル2の巻線端部21と、バスバ4の第一部分41とが並列される方向をX方向とする。第一部分41は、バスバ4のうち、巻線端部21に重ねられた状態で接続される部分である。第一部分41の詳細な構成については後述する。このX方向に交差し、巻線端部21の延伸方向に沿った方向をY方向とする。本例では、Y方向はX方向に直交している。そして、X方向とY方向の両方に交差する方向をZ方向とする。本例では、Z方向は、X方向とY方向とに直交している。更に、以下に示す方向を規定する。
・X1方向…X方向のうち、バスバ4から見て巻線端部21に向う方向
・X2方向…X1方向の反対方向
・Y1方向…Y方向のうち、巻線端部21の先端に向う方向
・Y2方向…Y1方向の反対方向
・Z1方向…Z方向のうち、リアクトル1の設置対象から離れる方向
・Z2方向…Z1方向の反対方向
Here, the direction in the reactor structure α is defined with reference to the coil 2 and the
・X1 direction: the direction toward the winding
[コア]
コア3は、その内部に閉磁路が形成される磁性体である。コア3は、圧粉成形体又は複合材料の成形体である。圧粉成形体は、軟磁性粉末を含む原料粉末を加圧成形したものである。軟磁性粉末としては、純鉄及び鉄合金などが挙げられる。複合材料の成形体は、軟磁性粉末と未固化の樹脂との混合物を金型に充填し、樹脂を固化させたものである。複合材料の成形体では、軟磁性粉末が樹脂中に分散されている。コア3は、圧粉成形体からなるコア片と、複合材料の成形体からなるコア片とを組み合わせて構成したり、圧粉成形体からなるコア片の外周を複合材料で覆うことで構成したりしてもよい。
[core]
The core 3 is a magnetic body in which a closed magnetic circuit is formed. The core 3 is a compact or composite compact. The powder compact is obtained by pressure-molding raw material powder containing soft magnetic powder. Soft magnetic powders include pure iron and iron alloys. The molded composite material is obtained by filling a mold with a mixture of soft magnetic powder and unsolidified resin and solidifying the resin. Soft magnetic powder is dispersed in a resin in the molded body of the composite material. The core 3 is configured by combining a core piece made of a powder compact and a core piece made of a composite material, or by covering the core piece made of a compact with a composite material. You can
コア3は、内側コア部31と外側コア部32とを備える。内側コア部31は、コイル2の巻回部20の内部に配置され、巻回部20の軸方向に沿った部分を有する。本例では、コア3のうち、巻回部20の軸方向に沿った部分の両端部が巻回部20の端面から突出している。その突出する部分も内側コア部31の一部である。 The core 3 has an inner core portion 31 and an outer core portion 32 . The inner core portion 31 is arranged inside the winding portion 20 of the coil 2 and has a portion along the axial direction of the winding portion 20 . In this example, both ends of the portion of the core 3 along the axial direction of the winding portion 20 protrude from the end surface of the winding portion 20 . The projecting portion is also part of the inner core portion 31 .
内側コア部31の形状は、巻回部20の内部形状に沿った形状であれば特に限定されない。本例の内側コア部31は、略直方体状である。内側コア部31は、複数の分割コアとギャップ板とを連結した構成としても良いし、一つの部材としても良い。 The shape of the inner core portion 31 is not particularly limited as long as it conforms to the internal shape of the winding portion 20 . The inner core portion 31 of this example has a substantially rectangular parallelepiped shape. The inner core portion 31 may be configured by connecting a plurality of split cores and a gap plate, or may be a single member.
外側コア部32は、コア3のうち、巻回部20の外部に配置される部分である。外側コア部32の形状は、内側コア部31の端部を繋ぐ形状であれば特に限定されない。本例の外側コア部32は、巻回部20におけるY1方向の端面に臨むエンドコア片と、巻回部20におけるY2方向の端面に臨むエンドコア片と、巻回部20におけるX1方向の側面に臨むサイドコア片と、巻回部20におけるX2方向の側面に臨むサイドコア片とを備える。従って、本例の外側コア部32は、Z方向から見たときに矩形環状である。 The outer core portion 32 is a portion of the core 3 that is arranged outside the winding portion 20 . The shape of the outer core portion 32 is not particularly limited as long as it is a shape that connects the ends of the inner core portion 31 . The outer core portion 32 of this example includes an end core piece facing the Y1-direction end surface of the winding portion 20, an end core piece facing the Y2-direction end surface of the winding portion 20, and an X1-direction side surface of the winding portion 20. A side core piece and a side core piece facing the side surface of the winding portion 20 in the X2 direction are provided. Therefore, the outer core portion 32 of this example has a rectangular annular shape when viewed from the Z direction.
本例のコア3は、二つの分割コア3A,3Bによって構成される。分割コア3Aは、Z方向から見て略『T』字形状である。分割コア3Bは、Z方向から見て略『E』字形状である。分割コア3A,3Bの形状は特に限定されない。例えば、内側コア部31となる略『I』字型の分割コアと、外側コア部32となる略『O』字型の分割コアとの組み合わせが挙げられる。コア3は、三つ以上の分割コアから構成されていても良い。例えば、内側コア部31となる略『I』字型の分割コアと、外側コア部32となる二つの略『U』字型の分割コアとの組み合わせが挙げられる。
The core 3 of this example is composed of two
[絶縁部材]
本例の絶縁部材9は、図1に示されるように、コイル2とコア3とを一体化する樹脂モールド部材6である。樹脂モールド部材6は、コイル2及びコア3を外部環境から保護する機能も有する。
[Insulating material]
The insulating member 9 of this example is a resin molded
樹脂モールド部材6は、組物10の全体を覆っていても良いし、組物10(図2参照)の一部のみを覆っていても良い。本例の樹脂モールド部材6は、巻回部20におけるZ方向の外面を覆っていない。つまり、巻回部20のZ方向の外面が樹脂モールド部材6から露出している。その結果、コイル2で発生した熱が外部に放出され易くなる。
The resin molded
樹脂モールド部材6は、例えば、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂、液晶ポリマー(LCP)、ポリアミド(PA)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)樹脂などの熱可塑性樹脂によって構成される。その他、樹脂モールド部材6は、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂などで構成されていても良い。これらの樹脂にセラミックスフィラーが含有されることで、樹脂モールド部材6の放熱性が向上される。セラミックスフィラーとしては、例えば、アルミナやシリカなどの非磁性粉末などが挙げられる。
The
本例の樹脂モールド部材6は、図3に示されるように、台座部60と端子台61とピン5とを備える。台座部60と端子台61とピン5は、樹脂モールド部材6を構成する樹脂によって樹脂モールド部材6に一体に成形されている。以下、樹脂モールド部材6に備わる各構成を説明する。
The resin molded
・台座部
台座部60は、バスバ4の第二部分42を支持するための台座である。台座部60は、樹脂モールド部材6の第一面6aに設けられている。第一面6aは、巻線端部21の近傍におけるZ1方向を向く面である。樹脂モールド部材6における第一面6aを含む部分は、図2におけるY1方向側に位置する外側コア部32の上面を覆う。つまり、台座部60は、外側コア部32の上側に位置する。台座部60は、図4に示されるように、第一面6aからZ1方向に突出している。台座部60におけるZ1方向を向く面は、X-Y平面に平行になっている。台座部60は、図3に示されるバスバ4の第二部分42に面接触する。台座部60によってバスバ4の固定状態が安定すると共に、バスバ4とコア3(図2)との絶縁距離が確保される。ここで、台座部60は必須ではない。台座部60が無い場合、バスバ4の第二部分42は第一面6aに面接触する。
Pedestal Part The pedestal part 60 is a pedestal for supporting the
・端子台
端子台61は、図示しない外部機器の接続端子を支持するための台座である。本例の接続端子はバスバ4のZ1方向に向く面に重ねられ、ネジ止めされる。端子台61には、接続端子を固定するネジが取り付けられるネジ孔61hが設けられている。本例のネジ孔61hは、Z方向に延びている。本例では端子台61にナットが埋設されている。このナットの内周面がネジ孔61hを構成している。このネジ孔61hの軸線は、後述するバスバ4の端子孔42hの軸線に一致している。従って、接続端子がネジ止めされることで、接続端子が端子台61に固定されると共に、接続端子がバスバ4に電気的に接続される。ここで、ナットは必須では無い。また、ネジ孔61hの軸線はZ方向に交差する方向に延びていても良い。
Terminal Block The
・ピン
ピン5は、樹脂モールド部材6から突出する突起である。ピン5は、後述するバスバ4の貫通部45に嵌め込まれることで、リアクトル1に対するバスバ4の3次元的な位置を決める部材である。ピン5はリアクトル1に対するバスバ4の振動を抑制する部材でもある。本例のピン5の軸方向はY方向に一致している。本例のピン5は、樹脂モールド部材6の第二面6bに設けられている。第二面6bは、第一面6aのY1方向の端部につながる面であって、巻線端部21の近傍におけるY1方向を向く面である。従ってピン5はY1方向に延びている。
- Pin The
図4に示されるように、ピン5は複数の軸部51,52を備える。複数の軸部51,52は互いに間隔を空けて配置されている。本例における軸部51,52の数は2つである。軸部51,52の数は3つ以上でも良い。各軸部51,52の先端には頭部55,56が設けられている。軸部51,52は貫通部45(図3参照)に嵌め込まれる。頭部55,56は貫通部45(図3参照)の外側、即ちバスバ4よりもY1方向側に配置される。本例とは異なり、ピン5は、樹脂モールド部材6から突出する一つの基部と、基部から突出する複数の軸部とを備える構成であっても良い。基部から突出する複数の軸部同士は互いに間隔をあけて設けられている。複数の軸部の先端部同士は互いに近接するように弾性変形可能である。
As shown in FIG. 4, the
本例のピン5の形状について図6を参照して説明する。図6には、バスバ4の一部とピン5のみが示されている。図6では、バスバ4の貫通部45にピン5が嵌め込まれる前の状態が示されている。ピン5の形状について図4を適宜参照しても良い。貫通部45へのピン5の配置状態については、バスバ4の説明の際に説明する。
The shape of the
ピン5の軸部51は、外周面510と内周面511とを有する。外周面510は、軸部51が貫通部45に嵌まったときに貫通部45の内周面450に向き合う面である。内周面511は、軸部52に向き合う面である。軸部52も、外周面520と内周面521とを有する。外周面520は、軸部52が貫通部45に嵌まったときに貫通部45の内周面450に向き合う面である。内周面521は、内周面511に向き合う面である。Y方向から見た軸部51の外周面510と軸部52の外周面520とをつなぐピン5の輪郭線は、貫通部45の内周面450の形状に沿っている。軸部51の内周面511と軸部52の内周面521との間には所定の間隔が設けられている。従って、軸部51と軸部52とに互いに近づく方向の外力が作用すると、軸部51と軸部52とは互いに近接する方向に弾性変形可能である。外力が除去されれば、軸部51と軸部52とは弾性変形前の状態に復帰する。上記間隔は例えば1mm以上5mm以下である。上記間隔は2mm以上4mm以下、さらには2.5mm以上3.5mm以下でも良い。軸部51,52の軸方向、すなわちY方向に沿った上記間隔は変化しても良い。
The
軸部51の断面積は、軸部51の軸方向に一様でも良いし、異なっていても良い。同様に、軸部52の断面積は、軸部52の軸方向に一様でも良いし、異なっていても良い。ここで、断面積は、軸部51,52の軸方向に直交する面で軸部51,52を切断した断面の面積である。
The cross-sectional area of the
軸部51に設けられる頭部55は、軸部51の外周面510よりも外側、即ち軸部52から離れる側に張り出している。頭部55における頭部56に向き合う面は、軸部51の内周面511と面一になっている。軸部52に設けられる頭部56は、軸部52の外周面520よりも外側、即ち軸部51から離れる側に張り出している。頭部56における頭部55に向き合う面は、軸部52の内周面521と面一になっている。
The
[その他]
リアクトル1は、図2に示されるコイル2とコア3とを保持する保持部材(図示せず)を備えていても良い。保持部材は、巻回部20の端面と外側コア部32との間に介在され、コイル2とコア3との間の絶縁を確保する機能を有する。保持部材は、樹脂モールド部材6の製造に利用可能な絶縁材料によって形成される。つまり、保持部材は、コイル2とコア3との相対的な位置を決める絶縁部材9である。リアクトル1が保持部材を備える場合、樹脂モールド部材6は無くても構わない。その場合、ピン5は保持部材に設けられることが好ましい。その他、ピン5は、外側コア部32をモールドするコアモールド部材に設けられていても良い。コアモールド部材は、絶縁部材9の一種である。コアモールド部材は、コイル2とコア3との相対的な位置を決める機能を有していても良いし、有していなくても良い。
[others]
≪バスバ≫
バスバ4は、図1に示されるように、コイル2と外部機器とを電気的に接続する部材である。従って、バスバ4は、導電性に優れる金属によって構成される。そのような金属として、銅、銅合金、アルミニウム、又はアルミニウム合金などが挙げられる。バスバ4は、図3及び図5に示されるように、第一部分41と第二部分42とを備える。
≪Bus bar≫
The
第一部分41は、コイル2の巻線端部21に重ねられた状態で接続される部分である。本例の第一部分41は矩形板状である。矩形板状の第一部分41の厚さ方向はX方向に一致している。また、平角線からなる巻線端部21の厚さ方向もX方向に一致している。従って、第一部分41のX1方向を向く面と、巻線端部21のX2方向を向く面とが面接触する。第一部分41と巻線端部21とは、溶接又は圧接などによって接続される。溶接としてはTIG溶接などが挙げられる。圧接としては摩擦撹拌接合などが挙げられる。その他、第一部分41と巻線端部21を外周から締め付ける環状の留め具などで第一部分41と巻線端部21とが接続されていても良い。
The
第二部分42は、バスバ4における第一部分41を除く板状片である。板状の第二部分42は、第一面4aと第二面4bと第三面4cとを備える。第一面4aは、リアクトル1に向き合う面である。第二面4bは、第一面4aの反対側の面である。本例の場合、図3においてリアクトル構造体αの外部から確認できる面が第二面4bである。第三面4cは、図5に示されるように、第一面4aと第二面4bとをつなぐ面、即ち第二部分42の縁部の面である。
The
第二部分42は、連結部421と中間部422と端子部423と固定部424とを備える。連結部421は、第一部分41のZ2方向の端部につながる部分である。連結部421は、第一部分41のZ2方向の端部からX2方向に湾曲されている。第一部分41における連結部421の近傍には切欠き425が設けられている。切欠き425によって、板材を折り曲げてバスバ4を作製する際に、湾曲された連結部421が形成され易い。
The
中間部422は、X-Y平面に平行な板状片である。従って、中間部422の厚さ方向は、Z方向に一致しており、第一部分41の厚さ方向と直交している。本例の中間部422は、連結部421からX2方向に延びた後、Y2方向に屈曲してから更にX2方向に延びている。中間部422は、バスバ4の主たる導電路となる部分である。中間部422の厚さは中間部422の延伸方向にほぼ一様である。中間部422の幅も中間部422の延伸方向にほぼ一様である。従って、中間部422の延伸方向に沿って中間部422の導体断面積はほぼ同じである。
The intermediate portion 422 is a plate-like piece parallel to the XY plane. Therefore, the thickness direction of the intermediate portion 422 coincides with the Z direction and is orthogonal to the thickness direction of the
端子部423は、中間部422におけるX2方向の端部につながっている。図3及び図5では、中間部422と端子部423との境界が二点鎖線によって示されている。端子部423は、X-Y方向に平行な板状片である。端子部423は、中間部422の端部からX2方向とY1方向の間の方向に延びている。端子部423には端子孔42hが設けられている。端子孔42hは、端子部423における第一面4aと第二面4bとに開口している。
The terminal portion 423 is connected to the end portion of the intermediate portion 422 in the X2 direction. 3 and 5, the boundary between the intermediate portion 422 and the terminal portion 423 is indicated by a chain double-dashed line. The terminal portion 423 is a plate-like piece parallel to the XY direction. The terminal portion 423 extends from the end portion of the intermediate portion 422 in a direction between the X2 direction and the Y1 direction. The terminal portion 423 is provided with a terminal hole 42h. 42 h of terminal holes are opened in the
固定部424は、中間部422のY1方向の端面のうち、X2方向の中間部につながっている。図3及び図5では、中間部422と固定部424との境界が二点鎖線によって示されている。固定部424は、Z2方向に屈曲した後、Z2方向に向かって延びている。従って、固定部424におけるZ2方向に延びる部分の厚さ方向はY方向に一致している。図5に示されるように、固定部424の下端側、即ちZ2方向の端部側には貫通部45とガイド部46とが設けられている。
The fixed portion 424 is connected to an intermediate portion in the X2 direction of the end surface of the intermediate portion 422 in the Y1 direction. 3 and 5, the boundary between the intermediate portion 422 and the fixed portion 424 is indicated by a chain double-dashed line. The fixed portion 424 extends in the Z2 direction after being bent in the Z2 direction. Therefore, the thickness direction of the portion of the fixed portion 424 extending in the Z2 direction is aligned with the Y direction. As shown in FIG. 5, the through
[貫通部]
貫通部45は固定部424を厚さ方向に貫通する。即ち貫通部45は、固定部424における第一面4aと第二面4bとに開口している。つまり、貫通孔45の軸方向は、固定部424の板厚方向に一致する。貫通部45の開口部の輪郭形状は特に限定されない。本例の貫通部45の開口部の輪郭形状は、図6に示されるように、角が丸まった四角形のうち、一辺が欠けた形状を備える。本例とは異なり、貫通部45の開口部の輪郭形状は、楕円又は真円の一部が欠けた形状などでも良い。
[Penetration part]
The through
この貫通部45には、貫通部45にはピンの軸部51,52が嵌合される。軸部51の外周面510、及び軸部52の外周面520は貫通部45の内周面450に接触又は近接している。本明細書における近接とは、軸部51,52の外周面と貫通部45の内周面450との隙間が1mm以下であることを意味する。隙間は、例えば0.7mm以下でも良いし、0.5mm以下でも良い。上記隙間は、製造上可能であれば、小さいほうが好ましい。
The
貫通部45の内周面450に接触又は近接する軸部51,52は、貫通部45の内周面を当て止めし、ピン5の軸方向に直交する方向にバスバ4が動くことを規制する。本例の場合、軸部51,52は、X-Z平面に沿った方向にバスバ4が動くことを規制する。
The
ピン5の頭部55,56は、図7に示されるように、軸部51,52の外周面510,520よりも外側に突出する張出部55P,56Pを有する。張出部55P,56Pは、固定部424を第二面4b側から見たとき、第二面4bに重複する。張出部55P,56Pにおけるバスバ4側の面は、バスバ4の第二面4bに接触又は近接している。本例における近接とは、張出部55P,56Pにおけるバスバ4側の面と、第二面4bとの隙間が1mm以下であることを意味する。隙間は、例えば0.7mm以下でも良いし、0.5mm以下でも良い。上記隙間は、製造上可能であれば、小さいほうが好ましい。
The
第二面4bに接触又は近接する頭部55,56は、第二面4bを当て止めし、ピン5の軸方向にバスバ4が動くことを規制する。本例の場合、頭部55,56は、Y方向に沿った方向にバスバ4が動くことを規制する。
ここで、図5に示すバスバ4において、貫通部45は、第二部分42における第一部分41側に寄った位置に設けられることが好ましい。本例のように固定部424を備える構成では、固定部424が第一部分41側に寄った位置に設けられることが好ましい。第一部分41側に寄った位置とは、第二部分42の中間位置よりも第一部分41側に近い位置のことを意味する。第二部分42の中間位置は、第二部分42のX方向に沿った長さを二等分する位置である。貫通部45が第一部分41側に寄っていると、ピン5によってバスバ4が保持される位置が第一部分41側に近くなる。その結果、第一部分41の位置が安定する。
Here, in the
[ガイド部]
図6に示されるように、ガイド部46は貫通部45につながる切欠きである。本例のガイド部46の延伸方向はZ方向に一致している。従って、X方向にガイド部46の二つの内周面460が向き合っている。言い換えれば、二つの内周面460に挟まれる空間がガイド部46である。ガイド部46のZ1方向の端部は貫通部45に開口している。ガイド部46のZ2方向の端部は、固定部424におけるZ2方向を向く第三面4cに開口している。このガイド部46はピン5を貫通部45に嵌め込む際に利用される。ガイド部46の幅は、貫通部45から離れるに従って広くなっている。ガイド部46の幅方向は、貫通部45の軸方向と、ガイド部46の延伸方向とに直交する方向である。つまり、ガイド部46の幅は、X方向における二つの内周面460の間隔である。ガイド部46のZ方向の端部の幅が広いと、ピン5をガイド部46に嵌め込み易い。本例とは異なり、ガイド部46の幅は、ガイド部46の延伸方向、即ちZ方向に一様であっても良い。
[Guide part]
As shown in FIG. 6 , the
ガイド部46の幅W2は、貫通部45の幅W1よりも狭くなっている。幅W2は、ガイド部46における貫通部45につながる部分の幅である。幅W1は、ガイド部46の幅方向、即ちX方向における貫通部45の開口部の最大長さである。幅W2は、ガイド部46の幅方向における軸部51,52の最大幅W3よりも狭い。最大幅W3は、弾性変形していない軸部51のX2方向の外端部と、弾性変形していない軸部52のX1方向の外端部との間の長さである。幅W3は、幅W1と同じか、若干小さい。幅W3は幅W1よりも若干大きくても良い。また、幅W2は、互いに近づく方向に弾性変形した軸部51,52が通過できる大きさでもある。つまり、幅W2は、弾性変形した軸部51のX2方向の外端部と、弾性変形した軸部52のX1方向の外端部との間の距離よりも大きい。従って、ガイド部46にガイドされたピン5の軸部51,52は貫通部45に到達できる。また、貫通部45に嵌まり込んだピン5は、ガイド部46側に抜け難い。
A width W2 of the
[バスバの取付け手順]
バスバ4の取付け手順を図6に基づいて説明する。まずピン5のZ1方向からバスバ4をピン5に近づけて、バスバ4のガイド部46にピン5の軸部51,52を嵌め込む。更にバスバ4をZ2方向に移動させる。ピン5が貫通部45に近づくに従って軸部51と軸部52とが互いに近づく方向に弾性変形する。軸部51と軸部52がガイド部46を通り過ぎれば、軸部51と軸部52の距離が離れ、軸部51,52は貫通部45に嵌まり込む。ガイド部46の幅W2はピン5の幅よりも狭いため、ピン5がZ2方向に抜け難い。軸部51,52が貫通部45に嵌め込まれた状態において、図1及び図3に示されるように、バスバ4の第一部分41は巻線端部21に押し付けられた状態になる。
[Busbar installation procedure]
A procedure for mounting the
次いで、バスバ4の第一部分41と巻線端部21とが溶接などで接合される。このとき、バスバ4の3次元的な動きはピン5に規制される。巻線端部21に対して第一部分41の位置がずれ難いため、第一部分41と巻線端部21との接合が容易である。
Next, the
≪リアクトル構造体の設置手順≫
図1のリアクトル構造体αは、例えば設置対象にネジ止めされる。設置対象としては、例えばコンバータを収納するコンバータケースなどが挙げられる。設置対象にネジ止めされたリアクトル構造体αに対して、外部機器の接続端子が取り付けられる。ここで、端子台61に接続端子をネジ止めする際、ネジ軸回りにバスバ4を回転させるトルクが発生する。本例の構成では、ピン5によってバスバ4の動きが規制されているため、第一部分41と巻線端部21の接続箇所に過大なトルクが作用することが抑制される。
≪Installation procedure of the reactor structure≫
The reactor structure α in FIG. 1 is, for example, screwed to an installation target. Installation targets include, for example, a converter case for housing a converter. A connection terminal of an external device is attached to the reactor structure α screwed to the installation target. Here, when the connection terminal is screwed to the
≪実施形態1の効果≫
本例のリアクトル構造体αでは、バスバ4をリアクトル1に固定するネジが必要ない。このように、リアクトル構造体αは、バスバ4を固定するネジを必要とせず、ネジを取り付ける作業も必要としない。従って、本例のリアクトル構造体αは生産性に優れる。
<<Effects of
In the reactor structure α of this example, screws for fixing the
本例のリアクトル構造体αでは、X方向、Y方向、及びZ方向へのバスバ4の振動が抑制されている。そのため、バスバ4の振動に起因する応力が第一部分41と巻線端部21との接続箇所に作用し難い。従って、従来技術のようにバスバ4の中間部がネジ止めされていなくても、接続箇所の信頼性が確保される。
In the reactor structure α of this example, vibration of the
<実施形態2>
実施形態2のリアクトル構造体αを図6を利用して説明する。本例のバスバ4はガイド部46を有さない。即ち、本例の貫通部45は貫通孔である。貫通部45が貫通孔であること以外の構成は、実施形態1と同じである。
<Embodiment 2>
A reactor structure α of Embodiment 2 will be described with reference to FIG. The
実施形態2の構成では、バスバ4は、Y1方向側からピン5に取り付けられる。頭部55,56の大きさは、軸部51と軸部52の距離が近づいたときに貫通部45を通過する大きさに形成されている。頭部55,56が貫通部45を通過すると、軸部51と軸部52の距離が離れ、頭部55,56が第二面4bに引っかかる。本例の構成によっても、リアクトル1に対するバスバ4の3次元的な位置が決まり、かつリアクトル1に対するバスバ4の3次元的な動きが規制される。
In the configuration of the second embodiment, the
<実施形態3>
実施形態3では、ピン5の軸方向がZ方向に一致するリアクトル構造体αを図8に基づいて説明する。図8にはバスバ4のみが図示されている。実施形態3におけるピン5の軸方向とバスバ4の形状以外は実施形態1の構成と同じである。従って、本例では、実施形態1との相違点のみを説明する。
<Embodiment 3>
In Embodiment 3, a reactor structure α in which the axial direction of the
本例のバスバ4では、中間部422に貫通部45とガイド部46が設けられている。ガイド部46は必須では無い。本例の場合、貫通部45に嵌め込まれるピン5(図7参照)はZ1方向に延びる。ピン5は例えば、図4の台座部60のX-Y平面に設けられる。本例の構成によっても、実施形態1と同様の効果が得られる。
In the
本例のバスバ4の中間部422には張出部426が設けられている。張出部426は、中間部422の幅方向における貫通部45とガイド部46の反対側に設けられている。張出部426は中間部422の導体断面積を確保するためのものである。
An intermediate portion 422 of the
<実施形態4>
実施形態4では、ピン5の軸方向がX方向に一致するリアクトル構造体αを図9に基づいて説明する。図9にはバスバ4のみが図示されている。本例では、実施形態1との相違点のみを説明する。
<
In the fourth embodiment, a reactor structure α in which the axial direction of the
本例のバスバ4では、端子部423のX2方向の端部に固定部424が設けられている。固定部424には貫通部45とガイド部46が設けられている。ガイド部46は必須では無い。本例の場合、貫通部45に嵌め込まれるピン5(図7参照)はX2方向に延びる。ピン5は例えば、図3の端子台61のX2方向を向く面に設けられる。本例の構成によっても、実施形態1と同様の効果が得られる。
In the
<実施形態5>
≪コンバータ・電力変換装置≫
実施形態に係るリアクトル構造体αは、以下の通電条件を満たす用途に利用できる。通電条件としては、例えば、最大直流電流が100A以上1000A以下程度であり、平均電圧が100V以上1000V以下程度であり、使用周波数が5kHz以上100kHz以下程度であることが挙げられる。実施形態に係るリアクトル構造体αは、代表的には電気自動車やハイブリッド自動車などの車両などに載置されるコンバータの構成部品や、このコンバータを備える電力変換装置の構成部品に利用できる。
<
≪Converter / power converter≫
The reactor structure α according to the embodiment can be used for applications that satisfy the following energization conditions. Current conditions include, for example, a maximum DC current of approximately 100 A to 1000 A, an average voltage of approximately 100 V to 1000 V, and a working frequency of approximately 5 kHz to 100 kHz. The reactor structure α according to the embodiment can be typically used as a component of a converter installed in a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, or as a component of a power conversion device including this converter.
ハイブリッド自動車や電気自動車などの車両1200は、図10に示すようにメインバッテリ1210と、メインバッテリ1210に接続される電力変換装置1100と、メインバッテリ1210からの供給電力により駆動して走行に利用されるモータ1220とを備える。モータ1220は、代表的には、3相交流モータであり、走行時、車輪1250を駆動し、回生時、発電機として機能する。ハイブリッド自動車の場合、車両1200は、モータ1220に加えてエンジン1300を備える。図10では、車両1200の充電箇所としてインレットを示すが、プラグを備える形態とすることができる。
A
電力変換装置1100は、メインバッテリ1210に接続されるコンバータ1110と、コンバータ1110に接続されて、直流と交流との相互変換を行うインバータ1120とを有する。この例に示すコンバータ1110は、車両1200の走行時、200V以上300V以下程度のメインバッテリ1210の入力電圧を400V以上700V以下程度にまで昇圧して、インバータ1120に給電する。コンバータ1110は、回生時、モータ1220からインバータ1120を介して出力される入力電圧をメインバッテリ1210に適合した直流電圧に降圧して、メインバッテリ1210に充電させている。入力電圧は、直流電圧である。インバータ1120は、車両1200の走行時、コンバータ1110で昇圧された直流を所定の交流に変換してモータ1220に給電し、回生時、モータ1220からの交流出力を直流に変換してコンバータ1110に出力している。
The
コンバータ1110は、図11に示すように複数のスイッチング素子1111と、スイッチング素子1111の動作を制御する駆動回路1112と、リアクトル構造体1115とを備え、ON/OFFの繰り返しにより入力電圧の変換を行う。入力電圧の変換とは、ここでは昇降圧を行う。スイッチング素子1111には、電界効果トランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタなどのパワーデバイスが利用される。リアクトル構造体1115は、回路に流れようとする電流の変化を妨げようとするコイルの性質を利用し、スイッチング動作によって電流が増減しようとしたとき、その変化を滑らかにする機能を有する。リアクトル構造体1115として、実施形態1から実施形態4のいずれかのリアクトル構造体αを備える。生産性に優れるリアクトル構造体αなどを備えることで、電力変換装置1100やコンバータ1110は、生産性に優れる。
The
車両1200は、コンバータ1110の他、メインバッテリ1210に接続された給電装置用コンバータ1150や、補機類1240の電力源となるサブバッテリ1230とメインバッテリ1210とに接続され、メインバッテリ1210の高圧を低圧に変換する補機電源用コンバータ1160を備える。コンバータ1110は、代表的には、DC-DC変換を行うが、給電装置用コンバータ1150や補機電源用コンバータ1160は、AC-DC変換を行う。給電装置用コンバータ1150のなかには、DC-DC変換を行うものもある。給電装置用コンバータ1150や補機電源用コンバータ1160のリアクトル構造体1115に、実施形態1から実施形態4のいずれかのリアクトル構造体αなどと同様の構成を備え、適宜、大きさや形状などを変更したリアクトル構造体を利用できる。また、入力電力の変換を行うコンバータであって、昇圧のみを行うコンバータや降圧のみを行うコンバータに、実施形態1から実施形態4のいずれかのリアクトル構造体αなどを利用することもできる。
In addition to
α リアクトル構造体
1 リアクトル
10 組物
2 コイル
20 巻回部、21,22 巻線端部
3 コア
3A,3B 分割コア
31 内側コア部、32 外側コア部
4 バスバ
4a 第一面、4b 第二面、4c 第三面
41 第一部分
42 第二部分、42h 端子孔
421 連結部、422 中間部、423 端子部、424 固定部
425 切欠き、426 張出部
45 貫通部、450 内周面
46 ガイド部、460 内周面
5 ピン
51,52 軸部、55,56 頭部、55P,56P 張出部
510,520 外周面、511,521 内周面
6 樹脂モールド部材
6a 第一面、6b 第二面
60 台座部
61 端子台、61h ネジ孔
9 絶縁部材
W1,W2,W3 幅
1100 電力変換装置
1110 コンバータ、1111 スイッチング素子、1112 駆動回路
1115 リアクトル構造体、1120 インバータ
1150 給電装置用コンバータ、1160 補機電源用コンバータ
1200 車両
1210 メインバッテリ、1220 モータ、1230 サブバッテリ
1240 補機類、1250 車輪
1300 エンジン
本開示のコンバータは、
本開示のリアクトル構造体を備える。
The converter of the present disclosure is
A reactor structure of the present disclosure is provided.
本開示の電力変換装置は、
本開示のコンバータを備える。
The power conversion device of the present disclosure is
A converter of the present disclosure is provided.
本開示のリアクトル構造体、本開示のコンバータ、及び本開示の電力変換装置は、生産性に優れる。 The reactor structure of the present disclosure, the converter of the present disclosure, and the power converter of the present disclosure are excellent in productivity.
上記形態<3>の構成では、貫通部におけるガイド部とつながる部分にピンが引っ掛かり易い。従って、バスバが取り付け時のスライド方向と反対方向に外れ難い。 In the configuration of form <3>, the pin is likely to be caught in the portion of the penetrating portion that is connected to the guide portion. Therefore, the bus bar is less likely to come off in the direction opposite to the sliding direction at the time of attachment.
上記コンバータは、生産性に優れる実施形態のリアクトル構造体を備える。従って、上記コンバータは、生産性に優れる。 The converter includes the reactor structure of the embodiment with excellent productivity. Therefore, the above converter is excellent in productivity.
上記電力変換装置は、生産性に優れる実施形態のコンバータを備える。従って、上記電力変換装置は、生産性に優れる。 The power conversion device includes the converter of the embodiment with excellent productivity. Therefore, the power converter is excellent in productivity.
[貫通部]
貫通部45は固定部424を厚さ方向に貫通する。即ち貫通部45は、固定部424における第一面4aと第二面4bとに開口している。つまり、貫通部45の軸方向は、固定部424の板厚方向に一致する。貫通部45の開口部の輪郭形状は特に限定されない。本例の貫通部45の開口部の輪郭形状は、図6に示されるように、角が丸まった四角形のうち、一辺が欠けた形状を備える。本例とは異なり、貫通部45の開口部の輪郭形状は、楕円又は真円の一部が欠けた形状などでも良い。
[Penetration part]
The through
この貫通部45にはピンの軸部51,52が嵌合される。軸部51の外周面510、及び軸部52の外周面520は貫通部45の内周面450に接触又は近接している。本明細書における近接とは、軸部51,52の外周面510,520と貫通部45の内周面450との隙間が1mm以下であることを意味する。隙間は、例えば0.7mm以下でも良いし、0.5mm以下でも良い。上記隙間は、製造上可能であれば、小さいほうが好ましい。
The
Claims (10)
前記コイルと外部機器とを電気的に接続するためのバスバと、を備え、
前記リアクトルは、
樹脂材料によって形成されたピンを有し、
前記バスバは、
前記コイルの巻線端部に重ねられた状態で接続された板状の第一部分と、
前記第一部分から延びる板状の第二部分とを備え、
前記第二部分は、
前記リアクトルに向き合う第一面と、
前記第一面の反対側の第二面と、
前記第一面から前記第二面に貫通する貫通部とを備え、
前記ピンは、
前記ピンの軸方向に直交する方向に分割され、前記貫通部の内部に配置される複数の軸部と、
各軸部の先端に形成され、前記貫通部の外部に配置される頭部とを備え、
各軸部は、前記ピンの軸方向と直交する方向への前記バスバの動きを規制するように、前記貫通部の内周面に向き合い、
各頭部は、前記ピンの軸方向への前記バスバの動きを規制するように、前記第二面と向き合う、
リアクトル構造体。 a reactor having a coil and a core;
a bus bar for electrically connecting the coil and an external device,
The reactor is
having a pin made of a resin material,
The busbar is
a plate-shaped first portion connected to the winding end portion of the coil in an overlapping state;
A plate-shaped second portion extending from the first portion,
The second part is
a first surface facing the reactor;
a second surface opposite the first surface;
a penetrating portion penetrating from the first surface to the second surface;
The pin is
a plurality of shaft portions divided in a direction orthogonal to the axial direction of the pin and arranged inside the through portion;
a head formed at the tip of each shaft and arranged outside the penetrating portion;
each shaft faces the inner peripheral surface of the through portion so as to restrict movement of the bus bar in a direction perpendicular to the axial direction of the pin;
each head faces the second surface so as to restrict movement of the busbar in the axial direction of the pin;
Reactor structure.
前記複数の軸部は、前記ガイド部の幅方向に分割された二つの軸部である、請求項1に記載のリアクトル構造体。 The second portion includes a notch-shaped guide portion connected to the through portion,
2. The reactor structure according to claim 1, wherein said plurality of shaft portions are two shaft portions divided in the width direction of said guide portion.
前記X方向に交差し、かつ前記巻線端部の延伸方向に沿ったY方向とを有し、
前記ピンの軸方向は前記Y方向に沿っている、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のリアクトル構造体。 an X direction in which the winding end portion and the first portion are arranged in parallel;
a Y direction that intersects the X direction and is along the extending direction of the winding ends;
The reactor structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the axial direction of the pin extends along the Y direction.
前記ピンは、前記絶縁部材に設けられている、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のリアクトル構造体。 The reactor includes an insulating member that determines the relative position of the coil and the core,
7. The reactor structure according to any one of claims 1 to 6, wherein said pin is provided on said insulating member.
コンバータ。 Equipped with the reactor structure according to any one of claims 1 to 8,
converter.
電力変換装置。 comprising a converter according to claim 9,
Power converter.
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